1

OObbiiee ccttiivvee llee :: NNooiiuunnee ddeesspprree eennzziimmee,, nnaattuurraa cchhiimmiicc ii rroolluull bbiioollooggiicc aall eennzziimmeelloorr.. DDiiffeerreennaa ddiinnttrree aacc iiuunneeaa eennzziimmeelloorr ii

ccaattaalliizzaattoorriilloorr nneebbiioollooggiiccii.. DDoovveezziillee nnaattuurriiii pprrootteeiiccee aa eennzziimmeelloorr.. SSttrruuccttuurraa eennzziimmeelloorr.. PPrrooeennzziimmeellee ((zziimmooggeenniiii)).. NNooiiuunnee ddeesspprree cceennttrruull aaccttiivv ii cceennttrruull aalloosstteerriicc aall eennzziimmeelloorr.. IIzzooeennzziimmeellee ii rroolluull lloorr.. CCooffaaccttoorriiii eennzziimmeelloorr.. CCooeennzziimmeellee ii iioonniiii mmeettaalliiccii.. FFuunncc iiiillee ddee ccooeennzziimmee aa vviittaammiinneelloorr ii mmiiccrrooeelleemmeenntteelloorr.. NNaattuurraa cchhiimmiicc ((ssttrruuccttuurraa)) vviittaammiinneelloorr BB11,, BB22,, BB66,, PPPP ii rroolluull lloorr ccaa ccooeennzziimmee.. MMeeccaanniissmmuull ddee aacc iiuunnee aall eennzziimmeelloorr.. CCeennttrruull aaccttiivv aall eennzziimmeelloorr ii rroolluull lluuii nn ffoorrmmaarreeaa ii ttrraannssffoorrmmaarreeaa ccoommpplleecciilloorr

iinntteerrmmeeddiiaarrii ddiinnttrree eennzziimm ii ssuubbssttrraatt.. RRoolluull mmooddiiffiiccrriilloorr ccoonnffoorrmmaa iioonnaallee rreecciipprrooccee aallee mmoolleeccuulleeii eennzziimmeeii ii

ssuubbssttrraattuulluuii llaa ffaavvoorriizzaarreeaa ccaattaalliizzeeii ((rreeaacc iieeii)).. NNoommeennccllaattuurraa ((ddeennuummiirreeaa)) ii ccllaassiiffiiccaarreeaa eennzziimmeelloorr.. CCaarraacctteerriissttiiccaa ggeenneerraall aa ccllaasseelloorr ii ssuubbccllaasseelloorr pprriinncciippaallee ddee eennzziimmee.. NNuummrruull ddee ccoodd aall eennzziimmeeii..

EEnnzziimmee llee

-- cceeaa mmaaii iimmeennss ii ssppeecciiaalliizzaatt ccllaass ddee pprrootteeiinnee,, ccaarree rreegglleeaazz ii ccoooorrddoonneeaazz ddeeccuurrggeerreeaa aarrmmoonniiooaass aa rreeaacc iiiilloorr cchhiimmiiccee..

-- rreepprreezziinntt ccaattaalliizzaattoorrii bbiioollooggiiccii,, ccaarree mmrreesscc vviitteezzaa rreeaacc iieeii cchhiimmiiccee ii rreezzuulltt llaa ssffrriitt nneemmooddiiffiiccaa ii ccaannttiittaattiivv ii ccaalliittaattiivv..

-- aacc iioonneeaazz ssttrriicctt nnttrr--oo aannuummiitt ccoonnsseeccuuttiivviittaattee ii ccuu oo aannuummiitt ssppeecciiffiicciittaattee..

-- eenneerrggiiaa ssuubbssttaanneelloorr rreeaaggeennttee ttrreeccee ddiinnttrr--oo ffoorrmm nn aallttaa ccuu oo eeffiiccaacciittaattee mmaarree.. SSee aaccuummuulleezz nn AATTPP ccee eessttee uuttiilliizzaatt nn pprroocceesseellee vviittaallee..

PPaarrttiiccuullaarriittiillee ccoommuunnee ppee nnttrruu EE ii ccaattaalliizzaattoorrii nnee bbiioollooggiiccii.. AAmmbbiiii rreessppeecc aacceelleeaaii lleeggii aallee ccaattaalliizzeeii::

11.. ccaattaalliizzeeaazz nnuummaaii rreeaacc iiiillee ppoossiibbiillee ddiinn ppuunncctt ddee vveeddeerree tteerrmmooddiinnaammiicc;;

22.. nnuu mmooddiiffiicc ddiirreecc iiaa rreeaacc iiiilloorr;;

33.. nnuu mmooddiiffiicc eecchhiilliibbrruull rreeaacc iieeii ddaarr ccoonndduucc llaa iinnssttaallaarreeaa mmaaii rraappiidd aa ssttrriiii ddee eecchhiilliibbrruu;; 44.. nnuu ssee ccoonnssuumm nn pprroocceessuull rreeaacc iieeii,, ddeeccii ssee rreeggsseesscc,, ddiinn ppuunncctt ddee vveeddeerree ccaannttiittaattiivv ii ccaalliittaattiivv,, nnttrr--oo ssttaarree cchhiimmiicc

nneesscchhiimmbbaatt ,, ppuuttnndd ppaarrttiicciippaa llaa uunn nnoouu aacctt ccaattaalliittiicc..

EEnnzziimmeellee aauu ppaarrttiiccuullaarriittii pprriinn ccaarree ssee ddeeoosseebbeesscc ddee ccaattaalliizzaattoorriiii nneebbiioollooggiiccii

11..VViitteezzaa rreeaacc iieeii eennzziimmaattiiccee ccrreettee ddee mmiilliiooaannee ddee oorrii.. EExx:: AAttoommuull ddee FFee ppoosseedd ppoossiibbiilliittii ppeerrooxxiiddaazziiccee 11 mmgg ddee FFee nn

ccoommppoonneennaa ccaattaallaazzeeii ppooaattee nnllooccuuii oo ttoonn ddee FFee mmeettaalliicc..

22.. EEnnzziimmeellee ppoosseedd oo nnaalltt ssppeecciiffiicciittaattee ddee aacc iiuunnee.. DDeeccii ffiieeccaarree EE ccaattaalliizzeeaazz ,, uunn aannuummiitt ttiipp ddee rreeaacc iiii ssaauu ttrraannssffoorrmmaarreeaa

uunnuuii aannuummiitt SS.. 33.. EE..ccaattaalliizzeeaazz rreeaacc iiiillee ffaarr ffoorrmmaarreeaa pprroodduusseelloorr iinntteerrmmeeddiiaarree aaddiicc rraannddaammeennttuull eessttee ddee 110000%%..

44.. EEnnzziimmeellee,, rreeaacc iioonneeaazz nn ccoonnddiiiiii bbllnnddee-- ppaarraammeettrrii ooppttiimmii ddee aacc iiuunnee aa eennzziimmeeii -- ssoolluuiiii aappooaassee ddiilluuaattee,, ppHH vvaalloorriiii

ffiizziioollooggiiccee,, tt aannuummiittaa ii pprreessiiuunnee aaddeeccvvaatt ..

55.. AAccttiivviittaatteeaa EE ii ddee aaiiccii ii vviitteezzaa rreeaacc iiiilloorr ssuunntt rreeggllaattee..

66.. EE ccaattaalliizzeeaazz rreeaacc iiiillee nn aammbbeellee ddiirreecc iiii

77.. VViitteezzaa rreeaacc iieeii eennzziimmaattiiccee eessttee ddiirreecctt pprrooppoorriioonnaall ccuu ccaannttiittaatteeaa EE

88.. EExxiisstt oo aannuummiitt ddeeppeennddeenn aa vviitteezzeeii rreeaacc iieeii eennzziimmaattiiccee ddee ccoonncceennttrraa iiaa SS.. CCuu ccrreetteerreeaa ccoonncceennttrraa iieeii ssuubbssttrraattuulluuii aarree lloocc mmrriirreeaa pprrooppoorriioonnaall aa vviitteezzeeii rreeaacc iieeii AAjjuunnggnndd llaa oo ccoonncceennttrraa iiee mmaaxxiimm

mmaaii ssuuss ddee ccaarree vviitteezzaa nnuu mmaaii ccrreettee..

NNaattuurraa cchhiimmiicc EEnnzziimmeellee ssiinntt pprrootteeiinnee ii ppoosseedd ttooaattee pprroopprriieettiillee ffiizziiccoo--cchhiimmiiccee,, ssppeecciiffiiccee aacceessttoorr mmaaccrroommoolleeccuullee ((ssoolluubbiilliittaattee,,

pprroopprriieett oossmmoottiiccee,, ssaarrcciinn eelleeccttrriicc nneett ,, ddeennaattuurraarree tteerrmmiicc ,, rreeaacc iiii cchhiimmiiccee ..aa..)) AAccttiivviittaatteeaa lloorr ee ddeeppeennddeenntt ddee ppssttrraarreeaa ssttrruuccttuurriiii nnaattiivvee aa pprrootteeiinneeii.. DDoovveezziillee eexxppeerriimmeennttaallee:: 11.. SSuunntt aallcc ttuuiittee ddiinn AAAA

22.. PPrreezzeennaa mmaaccrroommoolleeccuullee..

33.. nn aappaa ffoorrmmeeaazz ssuubbssttaannee ccoollooiiddaallee ccuu pprroopprriieettddttiillee ssaallee ssppeecciiffiiccee

44.. PPrreezziinnttdd eelleeccttrroolliittii aammffoolliittii

ss.. SSuunntt tteerrmmoollaabbiillii ii aannuummee:: ddiissttrruuggeerreeaa llaannuulluuii ppoolliippeeppttiiddiicc pprriinn ffiieerrbbeerree nn ssoolluuiiii aacciiddee ssaauu bbaazziiccee ((hhiiddrroolliizzaa)) ssaauu

ddeennaattuurraarreeaa lloorr..

66.. EEnnzziimmeellee,, ffiiiinndd pprrootteeiinnee ssuunntt ssuuppuussee aacc iiuunniiii aallttoorr EE ccaarree sscciinnddeeaazz pprrootteeiinneellee EExx:: PPeeppssiinnaa nn mmeeddiiuu aacciidd sscciinnddeeaazz aammiillaazzaa..

77.. CCeell mmaaii ssoolliidd aarrgguummeenntt eessttee cc iinn ccoonnddiiii ddee llaabboorraattoorr ddiinn AAAA

aauu ffoosstt ssiinntteettiizzaattee:: rriibboonnuucclleeaazzaa sscciinnddeeaazz aacciizziiii nnuucclleeiiccii

lliizzoozziimmaa -- ccee ddiissttrruuggee ccaappssuulleellee mmiiccrroooorrggaanniissmmeelloorr..

2

EEnnzziimmee llee ppoott ffii :: PPrrootteeiinnee ssiimmppllee ssaauu ccoonnjjuuggaattee.. CCeellee ssiimmppllee ssiinntt aallcc ttuuiittee nnuummaaii ddiinn AAAA CCeellee ccoonnjjuuggaattee ssiinntt aassoocciiaattee ccuu ccoommppuuii ccee aauu mmaassee mmoolleeccuullaarree mmiiccii,, ddiiaalliizzaabbiillii ii tteerrmmoossttaabbiillii ccooffaaccttoorr CCiinndd aacceettii ccoommppuuii oorrggaanniiccii ssiinntt ssttrriinnss lleeggaa ii nn ssttrruuccttuurraa eennzziimmeeii ppooaarrtt ddeennuummiirreeaa ddee ggrruuppaarrii pprroosstteettiiccee :: cciinndd,, iinnss

iimmbbiinnaarreeaa lloorr eessttee uussoorr ddiissoocciiaabbiill--ppooaarrtt ddeennuummiirreeaa ddee ccooeennzziimmee .. AAcceettii bbiiooccaattaalliizzaattoorrii ssee nnuummeesscc hhoollooeennzziimmee,, iiaarr ccoommppoonneennaa pprrootteeiicc -- aappooeennzziimmaa ddee ccaarree ddeeppiinnddee ssppeecciiffiicciittaatteeaa.. CCooffaaccttoorrii ppoott ttii:: ccaattiioonniiii uunnoorr mmeettaallee,,

mmaaii rraarr uunniiii aanniioonnii,,

ssuubbssttaanneellee aasseemmaannaattooaarree ccuu nnuucclleeoottiiddeellee,,

pprreeccuumm ii vviittaammiinneellee nn ffoorrmmaa lloorr aaccttiivv ..

CCooee nnzziimmee llee nnddeepplliinneesscc ddiiffee rriittee rroolluurrii ::

11.. ssttaabbiilliizzeeaazz ccoonnffoorrmmaa iiaa aaccttiivv aa mmoolleeccuulleeii

22.. pprreezziinntt vveerriiggaa ddee lleeggaattuurr iinnttrree SS ii CCAA pprriinn lleegg ttuurrii ccoooorrddiinnaattiivvee

33.. ccooeennzziimmeellee ppoott iinnddeepplliinnii aaccttuull ddee ccaattaalliizz EExx:: ttrraannssppoorrttuull eelleeccttrroonniilloorr..

RRoolluull iioonniilloorr eessttee lleeggaatt ddee pprreezzeennaa lloorr nn ccoommppoonneennttaa EE.. EExx:: CCuu--cciittooccrroommooxxiiddaazzaa

SSuubbssttrraatt ((SS))-- eessttee ssuubbssttaannaa aassuupprraa ccrreeiiaa aaccttiioonneeaazz EE..

PP-- pprroodduussuull rreeaaccttiieeii

CCllaass iiffiiccaarree aa ccooee nnzziimmeelloorr CCoo vviittaammiinniiccee TTiiaammiinniiccee FFllaavviinniiccee NNiiccoottiinnaammiiddiiccee PPiirriiddooxxiinniiccee FFoolliiccee CCoobbaammiiddiiccee BBiioottiinniiccee lliippooiiccee CCoo nneevviittaammiinniiccee

((nnuucclleeoottiiddiiccee;; mmeettaallooppoorrffiirriinniiccee,,ppeepptt iiddiiccee))

SSttrruuccttuurraa ee nnzziimmee lloorr MMaassaa mmoolleeccuullaarraa aa EE ee ddee mmiiii ddee oorrii mmaaii mmaarree ddeecctt mmaassaa mmoolleeccuullaarr aa ssuubbssttrraattuulluuii ii ddeeccii EE aacc iioonneeaazz nnuu ccuu ttooaatt

mmoolleeccuullaa ddaarr ccuu oo ppaarrttee,, uunn aannuummiitt sseeccttoorr-- aacceesstt lloocc ddee aacc iiuunnee ccuu SS ssee nnuummeettee CCAA

CCAA -- ccoommbbiinnaarreeaa uunniiccaall nn ssppaa iiuu ii nn ttiimmpp aa aannuummiittoorr rreessttuurrii ddee AAAA ccaarree aassiigguurr iinntteerraacc iiuunneeaa ccuu SS ii ttrraannssffoorrmmaarreeaa

uulltteerriiooaarr aa aacceessttuuiiaa

UUnnee llee ppaarrttiiccuullaarriittii aallee ccee nnttrruulluuii aaccttiivv ((CCAA)):: CCeennttrruull aaccttiivv eessttee aallcc ttuuiitt ddiinnttrr--uunn ""cceennttrruu ddee lleeggaarree"" ii uunn ""cceennttrruu ccaattaalliittiicc"".. AAddiicc nn cceennttrruull aaccttiivv uunneellee ggrruupprrii ((ssaauu rreessttuurrii aallee aammiinnooaacciizziilloorr)) ssiinntt iimmpplliiccaattee nn lleeggaarreeaa ssuubbssttrraattuulluuii,, aalltteellee aassiigguurr ccaattaalliizzaa pprroopprriiuuzziiss ..

-- CCAA ooccuupp oo ppaarrttee rreellaattiivv mmiicc ddiinn vvoolluummuull eennzziimmeeii ii mmaajjoorriittaatteeaa rreessttuulluuii ddee aammiinnooaacciizzii nn mmoolleeccuullaa eennzziimmeeii nnuu

ccoonnttaacctteeaazzaa ccuu ssuubbssttrraattuull..

-- CCAA ee oo ssttrruuccttuurraa ttrriiddiimmeennssiioonnaallaa ((nnuu ee ppuunncctt,, lliinniiee,, ssaauu ppllaann)) -- oo ssttrruuccttuurr ccoommppuuss llaa ffoorrmmaarreeaa ccaarreeiiaa ppaarrttiicciipp ggrruuppee ccee

aappaarriinn ddiiffeerriittoorr rreessttuurrii ddee aammiinnooaacciizzii,, ccee nn sseeccvveennaa lliinniiaarr ssee aaffll llaa ddeepprrttaarree

-- SS rreellaattiivv ssllaabb ssee lleeaagg ccuu EE..

--CCAA aarree ffoorrmmaa ddee ""aaddnncciittuurr"" ssaauu ""ccaavviittaattee"" ((aanntt,, ddiissppiicc ttuurr)),, uunnddee nnuu--ii aacccceess llaa aappaa,, ccuu eexxcceeppiiaa ccnndd aappaa eessttee uunn rreeaaggeenntt

aall rreeaacc iieeii.. FFiixxaarreeaa ssppeecciiffiicc ee ddeeppeennddeenntt ddee ppoozziiiiaa bbiinnee ddeetteerrmmiinnaatt aa aattoommiilloorr nn CCAA.. SS iinnttrraa nn CCAA,, ddaacc ee aasseemmnn ttoorr dduupp ffoorrmmaa

lluuii..

CCee nnttrruull aallooss ttee rriicc ((AAlllloo ss ttee rree ooss -- aalltt lloocc)) ii ee ffee ccttoorriiii aallooss ttee rriiccii MMuullttee eennzziimmee nn aaffaarr ddee cceennttrruull aaccttiivv ppoosseedd ii cceennttrruull aalloosstteerriicc ssaauu cceennttrruull ddee rreeggllaarree.. SSuubbssttaanneellee ccaarree ssee ccoommbbiinn ccuu

cceennttrruull aalloosstteerriicc aall eennzziimmeeii ii mmooddiiffiicc aaccttiivviittaatteeaa eeii ppooaarrtt ddeennuummiirreeaa ddee eeffeeccttoorrii aalloosstteerriiccii ((iinnhhiibbiittoorr ii ssaauu aaccttiivvaattoorrii)).. SSuubb

aacc iiuunneeaa eeffeeccttoorriilloorr ssee mmooddiiffiicc ccoonnffiigguurraa iiaa mmoolleeccuulleeii eennzziimmaattiiccee ii ssiimmuullttaann ii ccoonnffoorrmmaa iiaa CCAA ccee llaa rrnndduull ssuu ppoosseedd

pprroopprriieettaatteeaa ddee aa rreeaacc iioonnaa ccuu ssuubbssttrraattuull.. EEffeeccttoorriiii aalloosstteerriiccii rreeaalliizzeeaazz pprriinn uurrmmaarree rreeggllaarreeaa mmeettaabboolliissmmuulluuii..

CCee ee ccaarraaccttee rriiss ttiicc ppee nnttrruu ee nnzziimmee llee aallooss ttee rriiccee :: aauu ccaa ii ttooaattee eennzziimmeellee cceennttrruu ccaattaalliittiicc,, uunnddee ssee ffiixxeeaazz ii ssee mmooddiiffiicc SS,, ddaarr mmaaii aauu uunn aalltt cceennttrruu,, ppeennttrruu ffiixxaarree aa

mmeettaabboolliittuulluuii rreeggllaattoorr,, nnuummiitt eeffeeccttoorr ssaauu mmoodduullaattoorr..

3

mmoolleeccuulleellee EE aalloosstteerriiccee ssiinntt mmaaii mmaarrii,, mmaaii ccoommpplleexxee ii ssiinntt oolliiggoommeerree ppaarree;;

cc))aauu cciinneettiiccaa lloorr -- vviitteezzaa rreeaacc iiiilloorr nn ddeeppeennddeenn ddee ccoonncceennttrraa iiaa ssuubbssttrraattuulluuii aarree ffoorrmmaa ssiiggmmoollddaall ,, ddaarr nnuu hhiippeerrbboolliiccaa,,

ccaauuzzaatt ddee uurrmmrriillee iinntteerraacc iiuunniiii nnttrree pprroottoommeerrii ccee lleeaagg SS nn mmoodd ccooooppeerraattiivv ((eexxeemmpplluu mmiioogglloobbiinnaa ii hheemmoogglloobbiinnaa))..

NNaattuurraa cchhiimmiicc ((ss ttrruuccttuurraa)) vviittaammiinnee ii,, PPPP ii rroolluull ee ii ccaa ccooee nnzziimm RRoolluull::

PPaarrttiicciipp nn rreeaacc iiiillee ddee ooxxiiddoo--rreedduucceerree::

NNaattuurraa cchhiimmiicc ((ss ttrruuccttuurraa)) vviittaammiinnee ii BB 11 ii rroolluull ee ii ccaa ccooeennzziimm DDeerriivvaa iiii vviittaammiinneeii BB11((ttiiaammiiaannaa))-- TTPPPP

RRoolluull::

DDeeccaarrbbooxxiillaarreeaa ooxxiiddaattiivv aa ppiirruuvvaattuulluuii DDeeccaarrbbooxxiillaarreeaa ooxxiiddaattiivv aa cceettoogglluuttaarraattuulluuii

RReeaacc iiii ddee ttrraannsscceettoollaarree

NNaattuurraa cchhiimmiicc ((ss ttrruuccttuurraa)) vviittaammiinnee ii BB 22 ii rroolluull ee ii ccaa ccooeennzziimm,, DDeerriivvaa ii aaii vviittaammiinneeii BB22

((FFMMNN ssaauu FFAADD))

RRoolluull:: PPaarrttiicciipp nn rreeaacc iiiillee ddee ooxxiiddoo--rreedduucceerree::

-- DDeezzaammiinnaarreeaa AAAA ((aammiinnooaacciiddooxxiiddaazzaa))

-- DDeeggrraaddaarreeaa aallddeehhiiddeelloorr ((aallddeehhiiddDDHH))

-- DDeeggrraaddaarreeaa ppuurriinneelloorr ((xxaannttiinnooxxiiddaazzaa))

-- CCiicclluull KKrreebbss ((ssuucccciinnaattDDHH))

-- OOxxiiddaarreeaa AAGG ((ddiihhiiddrroolliippooiillDDHH

NNaattuurraa cchhiimmiicc ((ss ttrruuccttuurraa)) vviittaammiinnee ii BB 66 ii rroolluull ee ii ccaa ccooeennzziimm,, IIoonniiii ddee mmee ttaallee ccooffaaccttoorrii aaii EE EE ccaarree nn ccaalliittaattee ddee ccooffaaccttoorrii ccoonniinn mmeettaallee mmeettaallooeennzziimmee MMeettaalleellee ssuunntt ffiixxaattee ddee aappooeennzziimm pprriinn lleegg ttuurrii eelleeccttrroossttaattiiccee llaa ccaarree ppaarrttiicciipp rreessttuurriillee ddee AAAA aacciizzii ((AAsspp,, GGlluu)) ssaauu bbaazziiccii ((AArrgg,, LLyyzz,, HHiiss))

EExxeemmppllee:: -- cciittooccrroommiiii,, ccaattaallaazzaa ((FFee)) -- CCiittooccrroommooxxiiddaazzaa ((CCuu))

-- AAmmiillaazzaa ssaalliivvaarr ((CCll))

-- aallccoooollDDHH ((ZZnn))

MMee ccaanniissmmuull ddee aacciiuunnee aall ee nnzziimmee lloorr PPeennttrruu ccaa oo rreeaacc iiee ii aaiibb lloocc ee nneecceessaarr ccaa mmoolleeccuulleellee ddee SS ii EE ss ccoonnttaacctteezzee nnttrree eellee.. nnss nnuu ffiieeccaarree mmoolleeccuull ccoonnttaaccttnndd

iinntteerraacc iioonneeaazz nn ccoonnddiiiiii oobbiinnuuiittee.. EExx ::HHrrttiiaa eessttee nn ccoonnttaacctt ppeerrmmaanneenntt ccuu 0022 ddaarr nnuu ssee aapprriinnddee ddeecciitt ddaacc ,, nnuu oo

aapprriinnddeemm ccuu cchhiibbrriittuull.. PPoott iinntteerraacc iioonnaa nnuummaaii aacceellee mmoolleeccuullee llaa ccaarree eenneerrggiiaa ddee aaccttiivvaarree eenneerrggiiee eexxpprriimmaatt nn ccaalloorriiii

nneecceessaarr ppeennttrruu ccaa ttooaattee mmoolleeccuulleellee uunnuuii mmooll ddee ssuubbssttaann llaa oo tteemmppeerraattuurr aannuummiitt ssaa aattiinngg ssttaarreeaa ddee ttrruunnzziiiiee,, ccee

ccoorreessppuunnddee aappiixxuulluuii bbaarriieeiirreeii eenneerrggeettiiccee.. PPeennttrruu ccaa rreeaacc iiaa ss aaiibb lloocc ee nneecceessaarr ddee ttrroodduuss uunn eexxeess ddee eenneerrggiiee ssaauu ddee mmiiccoorraatt bbaarriieerraa eenneerrggeettiicc .. EE aacccceelleerreeaazz ,,

vviitteezzaa rreeaacc iiiilloorr cchhiimmiiccee ((VVRRCC)) mmiiccoorrnndd bbaarriieerruull ddee aaccttiivvaarree ii rreeaacc iiaa ddeeccuurrggee dduupp aalltt mmeeccaanniissmm,, ccee ssee ccaarraacctteerriizzeeaazz

pprriinnttrr--oo eenneerrggiiee ddee ttrraannzziiiiee mmuulltt mmaaii mmiicc ..

MMee ccaanniissmmuull ddee aacciiuunnee aall ee nnzziimmee lloorr.. PPrroocceessuull ccaattaalliizzeeii eennzziimmaattiiccee ppooaattee ffii ddiivviizzaatt ccoonnvveenniioonnaall nn ttrreeii ssttaaddiiii:: DDiiffuuzziiaa SS sspprree EE ii lleeggaarreeaa ccuu CCAA aall EE ((ffoorrmmaarreeaa ccoommpplleexxuulluuii EESS)).. PPrriimmaa eettaapp ddee ssccuurrtt dduurraatt ddeeppiinnddee ddee ccoonncceennttrraa iiaa

SSii ii ddee vviitteezzaa lluuii ddee ddiiffuuzziiee sspprree CCAA aall EE.. MMeeccaanniissmmuull iinntteerraacc iiuunniiii nnttrree SS ii EE eessttee eexxpplliiccaatt pprriinn ddoouu ccoonncceeppttee.. 22.. TTrraannssffoorrmmaarreeaa ccoommpplleexxuulluuii pprriimmaarr eennzziimmaa--ssuubbssttrraatt nn uunnuull ssaauu cctteevvaa ccoommpplleexxee aaccttiivvaattee,, iinnddiiccaattee nn eeccuuaa iiee pprriinn

EESS** ii EESS****.. AAcceeaasstt eettaapp eessttee cceeaa mmaaii lleenntt ii ddeeppiinnddee ddee eenneerrggiiaa ddee aaccttiivvaarree aa rreeaacc iieeii cchhiimmiiccee rreessppeeccttiivvee.. LLaa aacceeaasstt

eettaapp aarree lloocc ddeerreeggllaarreeaa lleegg ttuurriilloorr ssuubbssttrraattuulluuii,, rruuppeerreeaa lloorr ssaauu ffoorrmmaarreeaa nnooiilloorr lleegg ttuurrii nn uurrmmaa iinntteerraacc iiuunniiii ggrruuppeelloorr

ccaattaalliittiiccee aallee eennzziimmeeii..

33.. DDeesspprriirreeaa pprroodduusseelloorr rreeaacc iieeii ddee cceennttrruull aaccttiivv aall eennzziimmeeii ii ddiiffuuzziiaa lloorr nn mmeeddiiuull aammbbiiaanntt ((ccoommpplleexxuull EEPP ddiissoocciiaazz

nn EE ii PP))..

CCoonnccee ppttuull ccooeenncciiddeenneeii iinndduuccttiivvee ccooiinncciiddeennaa ffoorraatt ((KKoocchhllaanndd))

ccaarree pprreessuuppuurree oo fflleexxiibbiilliittaattee ((mmooddiiffiiccaarree ccoonnffoorrmmaa iioonnaall)) aa CCAA cctt ii oo mmooddiiffiiccaarree ((eexxttiinnddeerree ssaauu ccoommpprriimmaarreeaa

lleegg ttuurriilloorr ,, eelliibbeerraarreeaa ddiippoolliilloorr ddee aapp ddee ccee ssee aattiinnggee rreeppeeddee ssttaarreeaa ddee ttrraannzziiiiee)) aa SS..

4

DDiinn ppuunncctt ddee vveeddeerree tteerrmmooddiinnaammiicc,, aaeezzaarreeaa cceeaa mmaaii ppoottrriivviitt aa SS nn rraappoorrtt ccuu EE rreedduuccee llaa mmiinniimmuumm ggrraaddeellee ddee

lliibbeerrttaattee nn ccee pprriivveettee mmiiccaarreeaa SS,, ii mmiiccoorreeaazz eennttrrooppiiaa,, cceeeeaa ccee ffaavvoorriizzeeaazz aattiinnggeerreeaa uuooaarr aa ssttrriiii ddee ttrraannzziiiiee.. nn eennzziimmaa lliibbeerr CCAA eessttee pprreeffoorrmmaatt ((tteennssiioonnaatt)) cceeeeaa ccee nnsseeaammnn cc eell aarree oo ccoonnffiigguurraa iiee ssppaa iiaall uuoorr ddiiffeerriitt ddee cceeaa

nneecceessaarr ffiixxrriiii SS.. SSuubbssttrraattuull iinndduuccee oo mmooddiiffiiccaarree ccoonnffoorrmmaa iioonnaall aa CCAA,, ccaarree ffaavvoorriizzeeaazz ffiixxaarreeaa SS..

PPrrooee nnzziimmee llee ((zziimmooggeenniiii)).. UUnneellee eennzziimmee ((pprrootteeiinnee)) ssee ssiinntteettiizzeeaazz nn ffoorrmmaa nneeaaccttiivv ddee pprreeccuurrssoorr,, ccaarree ssee aaccttiivveeaazz nn aannuummiittee ccoonnddiiiiii..

EExxeemmpplluu::

11)) eennzziimmeellee ddiiggeessttiieeii:: ppeeppssiinnooggeennuull,, hhiimmoottrriippssiinnooggeennuull,, ttrriippssiinnooggeennuull,, pprrooeellaassttaazzaa,, pprrooccaarrbbooxxiippeeppttiiddaazzaa -- sscciinnddeeaazzaa

pprrootteeiinneellee iinn ssttoommaacc ~~ii dduuooddeenn..

22)) ccooaagguullaarreeaa ssiinnggeelluuii ee ddeetteerrmmiinnaatt ddee ccaassccaaddaa ddee rreeaacc iiii ccuu aaccttiivviittaattee pprrootteeoolliittiicc ;;

33)) hhoorrmmoonniiii pprrootteeiiccii ((iinnssuulliinnaa));; 44)) pprrootteeiinneellee ffiibbrriillaarree ((ccoollaaggeennuull)).. UUnnuull ddiinn mmeeccaanniissmmeellee ddee aaccttiivvaarree aa pprrooeennzziimmeelloorr eessttee pprrootteeoolliizzaa lliimmiittaattaa.. PPrrootteeoolliizzaa lliimmiittaattaa -- eessttee sscciinnddaarreeaa ((nnll ttuurraarreeaa)) uunnuuii sseeccttoorr aall ccaatteenneeii nn rreezzuullttaatt eennzziimmaa ssee rreessttrruuccttuurreeaazz ii ssee ffoorrmmeeaazz

CCAA..

IImmppoorrttaannllaa bbiioollooggiicc aa pprree zzee nnee ii ffoorrmmee lloorr nnee aaccttiivvee .. 11.. PPrrootteejjaazz ddee pprrootteeoolliizz pprrootteeiinneellee cceelluulleelloorr pprroodduucc ttooaarree ddee EE.. 22.. EEssttee oo ffoorrmmaa ddee rreezzeerrvv aa EE,, ccaarree rraappiidd ppoott ffii aaccttiivvaattee ii iinntteerrvviinn nn rreeaacc iiee..

IIzzooee nnzziimmee llee ii rroolluull lloorr..IIzzooeennzzmmee llee.. PPrreezziinntt ffoorrmmee mmoolleeccuullaarree ddee EE__ccaarree aappaarr ccaa ccoonnsseecciinn ddee oorrddiinn ggeenneettiicc ddeeoosseebbiinndduu--ssee ddooaarr pprriinn ssttrruuccttuurraa pprriimmaarr ii mmaaii

mmuulltt pprriinn pprroopprriieettiillee ffiizziiccoo--cchhiimmiiccee.. EEllee ccaattaalliizzeeaazz uunnaa ii aacceeiiaaii rreeaacc iiee.. SSee ddeeoosseebbeesscc pprriinn aacceeeeaa cc ppoott mmooddiiffiiccaa

ddiirreecc iiaa ii vviitteezzaa ttrraannssffoorrmmrriilloorr ddeeooaarreeccee aauu aaffiinniittaattee ddiiffeerriitt ffaa ddee SS.. LLDDHH ccaarree ttrraannssffoorrmm ppiirruuvvaattuull nn llaaccttaatt.. IIzzooeennzziimmeellee pprreezziinntt tteettrraammeerrii ddee 22 ttiippuurrii HH-- hheeaarrtt iinniimmaa ii MM mmuussccuulluuss mmuucchhii.. RRaappoorrttuull ddiinnttrree aacceessttee ccaatteennee eessttee ddiiffeerriitt iinn ffiieeccaarree iizzooeennzziimmaa.. LLaa eelleeccttrrooffoorreezzaa ssee sseeppaarraa 55 iizzooeennzziimmee:: HHHHHHHH;; HHHHHHMM;;

HHHHMMMM;; HHMMMMMM;; MMMMMMMM;; RRoolluull aacceessttoorr EE ccoonnssttaa nn aacceeiiaa cc eellee ffaacciilliitteeaazz aaddaappttaarreeaa mmeettaabboolliissmmuulluuii nn ddiiffeerriittee eessuuttuurrii.. EExx:: iinn mmiiooccaarrdd pprreeddoommiinn HHHHHHHH aacceeaassttaa eezzooeennzziimmaa eessttee iinnhhiibbaattaa ddee cc ttrree ppiirruuvvaatt ddeeaacceeeeaa oorriieenntteeaazz ooxxiiddaarreeaa

ppiirruuvvaattuulluuii ppee ccaallee aaeerroobbaa.. PPee cciinndd ffrraacc iiaa MM44 eessttee aaccttiivvaatt ddee ccaattrree ppiirruuvvaatt ii oorriieenntteeaazz ttrraannssffoorrmmaarreeaa ppiirruuvvaattuulluuii ppee ccaallee

aannaaeerroobb sspprree llaaccttaatt..

CCllaass iiffiiccaarree aa aaccttuuaall aa ee nnzziimmee lloorr.. TTooaattee eennzziimmeellee ssee mmppaarrtt nn aass ee ccllaassee ,, ccllaasseellee nn ssuubbccllaassee,, ssuubbccllaasseellee nn ssuubbssuubbccllaassee,, iiaarr aaiiccii EE ii aarree nnuummrruull ssuu

ddee oorrddiinn.. CCllaasseellee,, ssuubbccllaasseellee,, ssuubb--ssuubbccllaasseellee ii eennzziimmeellee iinnddiivviidduuaa llee ssee nnootteeaazz pprriinn cciiffrree ddeesspprriittee ddee ppuunnccttee.. EExx:: LLDDHH

-- 11..11..11..2277 CCllaassaa rreepprreezziinntt ttiippuull ddee rreeaacc iiee,, ccaattaalliizzaatt ddee eennzziimmee SSuubbccllaassaa pprreecciizzeeaazz aacc iiuunneeaa EE,, ddeeooaarreeccee iinnddiicc nnaattuurraa ggrruupprriiii cchhiimmiiccee aa SS,, aattaaccaatt ddee EE SSuubbssuubbccllaassaa pprreecciizzeeaazz nnaattuurraa lleegg ttuurriiii SS aattaaccaatt ssaauu nnaattuurraa aacccceeppttoorruulluuii ccaarree ppaarrttiicciipp llaa rreeaacc iiii DDeennuummiirreeaa EE ddeennuummiirreeaa SS ++ttiippuull rreeaacc iieeii ccaattaalliizzaattee ++aazzaa

NNoommee nnccllaattuurraa ((ddee nnuummiirree aa))

SSuunntt ccuunnoossccuuttee mmaaii mmuulltt ddee 22550000 eennzziimmee ffiieeccaarree EE iiii aarree ddeennuummiirreeaa ddee llaa ddeennuummiirreeaa SS nn llaattiinn ccuu aaddiiiioonnaarreeaa

tteerrmmiinnaa iieeii aazzaa..

AAmmiillooiidd --aammiillaazzaa,, uurreeaazzaa..

SS--aauu ppssttrraatt ii ddeennuummiirriillee vveecchhii ttrraaddiiiioonnaallee ppeeppssiinnaa,, ttrriippssiinnaa..

EEssttee uuttiilliizzaatt ppee llaarrgg ddeennuummiirreeaa ssiisstteemmaattiicc

DDeennuummiirreeaa SS++ ttiippuull rreeaacc iieeii ((mmaallaatt DDHH;;ppiirruuvvaatt ccaarrbbooxxiillaazzaa ))

PPrroopprriiee ttiillee ggee nnee rraallee aallee ee nnzziimmee lloorr

OObbiiee ccttiivveellee::

11.. PPrroopprriieettiillee ggeenneerraallee aallee eennzziimmeelloorr ((tteerrmmoollaabbiilliittaatteeaa,, ssppeecciiffiicciittaatteeaa)),, aacc iiuunneeaa ppHH--uulluuii aassuupprraa aaccttiivviittiiii eennzziimmaattiiccee..

22.. AAccttiivvaarreeaa ii iinnhhiibbaarreeaa eennzziimmeelloorr::

aa)) mmeeccaanniissmmeellee ddee aaccttiivvaarree ((pprrootteeoolliizzaa ppaarriiaall ,, aaccttiivvaarreeaa aalloosstteerriicc ,, aauuttoossttrruuccttuurraarreeaa ccuuaatteerrnnaarr ,, ffoossffoorriillaarreeaa ii

ddeeffoossffoorriillaarreeaa,, rreeaaccttiivvaarreeaa)).. bb)) mmeeccaanniissmmeellee ddee iinnhhiibbii iiee ((ssppeecciiffiicc ii nneessppeecciiffiicc ,, rreevveerrssiibbiill ii iirreevveerrssiibbiill ,, aalloosstteerriicc ii ccoommppeettiittiivv))..

33.. OOrrggaanniizzaarreeaa eennzziimmeelloorr nn cceelluull ((aannssaammbblluurriillee eennzziimmaattiiccee,, ccoommppaarrttiimmeennttaalliizzaarreeaa)).. RReeggllaarreeaa aaccttiivviittiiii eennzziimmaattiiccee nn

cceelluull iimmppoorrttaannaa pprriinncciippiiuulluuii ddee rreettrrooiinnhhiibbiittiiee..

5

44.. DDeeoosseebbiirreeaa pprriivviinndd ccoommppoonneennaa eennzziimmaattiicc aa oorrggaanneelloorr ii eessuuttuurriilloorr.. EEnnzziimmeellee oorrggaannoossppeecciiffiiccee.. MMooddiiffiiccaarreeaa

aaccttiivviittiiii eennzziimmaattiiccee nn ddiiffeerriittee aaffeecc iiuunnii ((eennzziimmooddiiaaggnnoossttiiccuull))..

55.. MMeettooddeellee ddee oobbiinneerree ii ppuurriiffiiccaarree aallee eennzziimmeelloorr.. CCrroommaattooggrraaffiiaa ddee aaffiinniittaattee..

66.. UUttiilliizzaarreeaa eennzziimmeelloorr nn pprraaccttiiccaa mmeeddiiccaall .. nnttrreebbuuiinnaarreeaa eennzziimmeelloorr iimmoobbiilliizzaattee nn mmeeddiicciinn .. 77.. UUnniittiillee ddee aaccttiivviittaattee aallee eennzziimmeelloorr..

88.. MMeettooddeellee ddee ddeetteerrmmiinnaarree aa aaccttiivviittiiii eennzziimmeelloorr..

TTee rrmmoollaabbiilliittaattee aa ((--tt)) TTeemmppeerraattuurraa iinnfflluueenneeaazz pprroonnuunnaatt aaccttiivviittaatteeaa eennzziimmeeii.. LLaa tt jjooaassee EE ssuunntt ppuuiinn aaccttiivvee.. DDaacc lluumm ppuunnccttiill ddee pplleeccaarree 00 ggrraaddee

ss--aa ccoonnssttaattaatt ccaa mmaajjoorraarreeaa tt ccuu 1100 ggrraaddee dduubblleeaazzaa aaccttiivviittaatteeaa.. AAaa ccoonnttiinnuu ppnn llaa 4400--5500 ggrraaddee.. MMaajjoorraarreeaa ddee mmaaii ddeeppaarrttee

dduuccee llaa mmiiccoorraarreeaa aaccttiivviittiiii.. LLaa 110000 ggrraaddee ttooaattee EE oorrggaanniissmmuulluuii ssuunntt iinnaaccttiivvee.. UUnneellee EE aa mmiiccrroooorrggaanniissmmeelloorr tteerrmmooffiillee ssuunntt aaccttiivvee llaa TT 8800 ggrraaddee.. CCrreetteerreeaa vviitteezzeeii rreeaacc iieeii ooddaatt ccuu ccrreetteerreeaa tt eessttee nntteerrpprreettaatt pprriinn pprriissmmaa ""eenneerrggiieeii ddee aaccttiivvaarree"".. PPeennttrruu ffiieeccaarree eennzziimm

ssee ppooaattee ssttaabbiillii oo tt ooppttiimm llaa ccaarree vviitteezzaa aajjuunnggee vvaallooaarreeaa mmaaxxiimmaa,, mmaaii ddeeppaarrttee vviitteezzaa ssccaaddee ddiinn ccaauuzzaa ddiissttrruucc iieeii eennzziimmeeii,,

ddeennaattuurraarreeaa pprrootteeiinneeii..

SSppee cciiffiicciittaattee aa

DDeeccii ffiieeccaarree EE ccaattaalliizzeeaazz uunn aannuummiitt ttiipp ddee rreeaacc iiii ssaauu ttrraannssffoorrmmaarreeaa uunnuuii aannuummiitt SS..

11)) SSppee cciiffiicciittaattee aa ddee rree aacciiee :: EE--ccaattaalliizzeeaazz uunn aannuummiitt ttiipp ddee rreeaacc iiee ccee sstt llaa bbaazzaa ccllaassiiffiiccrriiii eennzziimmeelloorr:: oo hhiiddrroolliizzaa,, oo

rreeaacc iiee rreeddooxx,, ffoorrmmaarreeaa uunneeii lleegg ttuurrii,, eettcc..

22)) EEnnzziimmeellee ccuu oo aannuummiitt ssppeecciiffiicciittaattee ddee rreeaacc iiee ppooaattee aavveeaa ssppeecciiffiicciittaattee ddee ssuubbssttrraatt rreellaattiivv ssaauu aabbssoolluutt :: aa.. ssppeecciiffiicciittaattee rreellaattiivvaa -- aassiigguurraa ttrraannssffoorrmmaarreeaa uunnuuii ggrruupp ddee ssuubbssttaannttee iinnrruuddiittee cchhiimmiicc ii ssee iinnttllnneettee nn ddiiffeerriittee

iippoossttaazzee::

-- ttrraannssffoorrmmaa uunn nnuummaarr mmaarree ddee ssuubbssttrraattee ((pprrootteeaazzeellee)):: cchhiimmoottrriippssiinnaa -- lleeggaattuurraa ppeeppttiiddiiccaa,, ffoorrmmaattaa ddee CCOOOOHH aa PPhhee,, TTyyrr,, TTrrpp;; ttrriippssiinnaa -- ddee CCOOOOHH aaii LLyyzz ssii AArrgg..

-- ttrraannssffoorrmm mmaaii ppuuiinnee ssuubbssttrraattee:: aallccoooollddeehhiiddrrooggeennaazzaa -- ddeehhiiddrrooggeennaazzaa uunn ggrruupp ddee aallccoooollii mmoonnoohhiiddrrooxxiilliicc ii,,

rreeccuunnoosscciinndd ggrruuppaarreeaa OOHH ((ssppeecciiffiicciittaatteeaa ddee ggrruupp))

-- lliippaazzeellee ddiiggeessttiivvee ssppeecciiffiicc rreeccuunnoosscc ppoozziittiiaa lleeggaattuurriiii eesstteerriiccee iinnttrree gglliicceerriinnaa ii aacciizzii ggrraaii:: bb.. ssppeecciiffiicciittaattee aabbssoolluuttaa.. EE rreeccuunnooaattee uunn ssiinngguurr ssuubbssttrraatt AAnnhhiiddrraazzaa ccaarrbboonniiccaa,, UUrreeaazzaa..

33)) SStteerreeoossppeecciiffiicciittaatteeaa ddee ssuubbssttrraatt ii ddee rreeaacc iiee.. 00 eennzziimmaa ppooaattee aattaaccaa nnuummaaii uunn iizzoommeerr DD ssaauu LL.... MMaajjoorriittaatteeaa

bbiioommoolleeccuulleelloorr ppoosseeddaa uunn aattoomm ddee CC aassiimmeettrriicc ii ffiiiinndd cchhiirraallii ppoott eexxiissttaa ssuubb ffoorrmmaa cceelloorr 22 eennaannttiioommeerrii.. EExx:: AAmmiillaazzaa

sscciinnddeeaazz lleegg ttuurriillee AAllffaa 11--44 gglluuccoozziiddiiccee ddiinn aammiiddoonn ssaauu gglliiccooggeenn ii nnuu iinnfflluueenntteeaazz aassuupprraa lleegg ttuurriilloorr bbeettaa ddiinn cceelluulloozzaa.. AAcc iiuunneeaa ppHH aassuupprraa aaccttiivviittiiii eennzziimmaattiiccee

FFiieeccaarree eennzziimm aarree uunn ppHH ooppttiimm llaa ccaarree iiii mmaanniiffeesstt aaccttiivviittaatteeaa mmaaxxiimmaall .. IInn CCAA aall EE ssee aaffll ggrruupprrii iioonniizzaabbiillee,, aacciiddee ssaauu bbaazziiccee,, aacceesstteeaa iinntteerraacc iioonneeaazz ddiirreecctt ccuu iioonniiii HH++ ssii OOHH--,, rreezzuullttaattuull

ffiiiinndd ccrreetteerreeaa ssaauu ssccddeerreeaa ggrraadduulluuii lloorr ddee ddiissoocciieerree,, aacc iioonnnndd ccaa aaddeevvrraa ii iinnhhiibbiittoorr ii aaii eennzziimmeelloorr ((aammiillaazzaa nn ssuuccuull

ggaassttrriicc)).. IIoonniiii HH++ ssii OOHH-- aauu uunn eeffeecctt ddeennaattuurraanntt aassuupprraa eennzziimmeelloorr -- rruupp lleegg ttuurriillee,, ccee ddeetteerrmmiinn ssttrruuccttuurraa tteerriiaarr .. MMaajjoorriittaatteeaa eennzziimmeelloorr cceelluullaarree aauu ppHH--uull ooppttiimm nn jjuurruull ppHHuulluuii ffiizziioollooggiicc ddee 77,,44 ccuu eexxcceeppiiii ccaa hhiiddrroollaazzeellee aacciiddee

lliizzoozzoommaallee,, ppeennttrruu ccaarree eessttee nn jjuurr ddee 55 ssaauu mmoonnooaammiinnooooxxiiddaazzaa ddiinn mmeemmbbrraannaa mmiittooccoonnddrriiaallaa eexxtteerrnnaa,, cciirrccaa 1100.. LLaa eennzziimmeellee ddiiggeessttiivvee ppHH--lluuii ooppttiimm eessttee cceell aall sseeddiiuulluuii lloorr ddee aaccttiiuunnee:: 11,,55 22 aall ppeeppssiinneeii,, 77 aall aammiillaazzeeii ppaannccrreeaattiiccee,, 88 aall ttrriippssiinneeii,, eettcc.. DDeeccii mmrriinndd ssaauu mmiiccoorriinndd ppHH--uull mmeeddiiuulluuii,, ssee ppooaattee rreeggllaa aaccttiivviittaatteeaa ccaattaalliittiiccaa aa eennzziimmeelloorr.. DDeeppeennddeennaa aaccttiivviittiiii

eennzziimmaattiiccee ddee vvaarriiaa iiaa ppHH--uulluuii eessttee ddeesseeoorrii ddeessccrriiss ddee oo ccuurrbb nn ffoorrmmaa ddee ccllooppoott..

MMee ccaanniissmmeellee ddee aaccttiivvaarree aa EE

SSuunntt :: 11.. nneessppeecciiffiiccee:: tteemmppeerraattuurraa ,, iirraaddiieerreeaa

22.. ssppeecciiffiiccee

-- SSee aaccttiivveeaazz llaa mmaajjoorraarreeaa ccoonncceennttrraa iieeii SS ccnndd eessttee iinnssuuffiicciieenntt -- LLaa mmaajjoorraarreeaa ccaannttiittiiii EE ((ccrreettee nnuummrruull ddee mmoolleeccuullee ddee pprroodduuss,, nn--ttrr--oo uunniittaattee ddee ttiimmpp)) --LLaa iinnttrroodduucceerreeaa ccooeennzziimmeelloorr ccnndd ssuunntt iinnssuuffiicciieennttee --IInnttrroodduucceerreeaa iioonniilloorr mmeettaalleelloorr FFee,, CCuu --MMooddiiffiiccaarreeaa cchhiimmiiccaa ssaauu ccoovvaalleenntt aa EE.. --pprrootteeoolliizzaa lliimmiittaattaa ((ppeeppssiinnooggeenn -- ppeeppssiinn iinn HHCCII)) -- AAccttiivvaarreeaa pprriinn eeffeeccttoorrii aalloosstteerriiccii --AAuuttooaassaammbbllaarreeaa ccuuaatteerrnnaarraa .. -- AAiiccii ssee mmaaii rreeffeerr ii rreeaaccttiivvaarreeaa ddaarr nnooii nnee vvoomm oopprrii llaa mmeeccaanniissmmeellee ddee iinnhhiibbiiiiee..

6

RReeggllaarreeaa ccoovvaalleenntt ((ffoossffoorriillaarree--ddeeffoossffoorriillaarree)) AAccttiivviittaatteeaa uunnoorr EE ssee mmooddiiffiicc pprriinn ffoossffoorriillaarree.. FFoossffoorriillaarreeaa ssee ffaaccee pprriinn ttrraannssffeerruull uunnuuii rreesstt ffoossffaatt ddee llaa AATTPP ppee ggrruupprriillee

hhiiddrrooxxiill aallee uunnoorr rreessttuurrii ddee SSeerr,, TTrree;; TTyyrr ddiinn ccoommppoonneennaa lloorr.. RReeaacc iiiillee ddee ffoossffoorriillaarree ssnntt ccaattaalliizzaattee ddee kkiinnaazzee ssppeecciiffiiccee.. EEssttee uunn pprroocceess rreevveerrssiibbiill

EE--OOHH ++ AATTPP ---------------------------- EE--OO--PP ++AADDPP DDeeffoossffoorriillaarreeaa aarree lloocc ssuubb aacc iiuunneeaa ffoossffoottaazzeeii ssppeecciiffiiccee

EE--OOPP ++HH22OO ---------------------------- EE--OOHH ++HH22PPOO33

uunneellee eennzziimmee ssnntt aaccttiivvee nn ffoorrmmaa ffoossffoorriillaatt EExx:: gglliiccooggeenn ffoossffoorriillaazzaa,, aalltteellee nn ffoorrmmaa ddeeffoossffoorriillaatt EExx::gglliiccooggeenn ssiinnttaazzaa..

PPrroottee oolliizz lliimmiittaatt PPrrootteeoolliizzaa lliimmiittaattaa -- eessttee sscciinnddaarreeaa ((nnll ttuurraarreeaa)) uunnuuii sseeccttoorr aall ccaatteenneeii nn rreezzuullttaatt eennzziimmaa ssee rreessttrruuccttuurreeaazz ii ssee ffoorrmmeeaazz CCAA..

HH++

PPeeppssiinnooggeenn ------------ppeeppssiinn

--4422AAAA

AAuuttooss ttrruuccttuurraarree aa ccuuaattee rrnnaarr EEssttee ccaarraacctteerriissttiicc EE ccee ppoosseedd ssttrruuccttuurr ccuuaatteerrnnaarr

FFiieeccaarree pprroottoommeerr nn ppaarrttee nnuu ppoosseedd aaccttiivviittaattee eennzziimmaattiicc

LLaa aassaammbbllaarreeaa lloorr ssee mmooddiiffiicc ccoonnffoorrmmaa iiaa ffiieeccrruuii pprroottoommeerr ii ccoorreessppuunnzz ttoorr ssee mmooddiiffiicc ii ccoonnffoorrmmaa iiaa CCAA,, ddeevveenniinndd

aassttffeell ffaavvoorraabbiill ppeennttrruu ffiixxaarreeaa ii ttrraannssffoorrmmaarreeaa SS

IInnhhiibbiiiiaa aaccttiivviittiiii ee nnzziimmee lloorr.. DDeeoosseebbiimm::

iinnhhiibbiiiiee ssppeecciiffiicc

iinnhhiibbiiiiee nneessppeecciiffiicc ((TT,, ppHH,, aaggeenniissiiii ddeennaattuurrrriiii )) IInnhhiibbiiiiiiaa sstt llaa bbaazzaa aacciiiiuunniiii ssuubbssttaanniieelloorr mmeeddiiccaammeennttooaassee,, aaggeenniilloorr ttooxxiiccii..

IInnhhiibbiiiiaa ppooaattee ffii rreevveerrssiibbiill ii iirreevveerrssiibbiill .. LLaa iinnhhiibbiiii iiaa iirreevveerrssiibbiill iinnhhiibbiittoorruull ccoovvaalleenntt ssee ffiixxeeaazz ddee eennzziimm ssaauu ssee lleeaagg aatttt ddee ppuutteerrnniicc nncctt ddiissoocciiaa iiaa aarree lloocc

ffooaarrttee iinncceett.. EExxeemmppllee:: DDiiiizzoopprrooppiillff lluuoorrffoossffaattuull ((ttooxxiinnaa nneeuurrooppaarraalliittiiccaa)) ssee ffiixxeeaazz ddee OOHH--sseerriinneeii nn CCAA aa aacceettiillhhoolliinneesstteerraazzeeii

((sscciinnddeeaazz aacceettiillccoolliinnaa)) ccuu ffoorrmmaarreeaa eennzziimmeeii nneeaaccttiivvee.. nn rreezzuullttaatt ssee mmeenniinnee eeffeeccttuull aacceettiillccoolliinneeii nn ppeerrmmaanneenn ccee dduuccee llaa

ppaarraalliicciiii mmuussccuullaarree ii mmooaarrttee.. .. LLaa oo iinnhhiibbiiii iiee rreevveerrssiibbiill -- iinnhhiibbiittoorr ii ssee ffiixxeeaazzaa ssllaabb,, nneeccoovvaalleenntt ddee EE

RRee ttrrooiinnhhiibbiiiiee SSiisstteemmeellee ppoolliieennzziimmaattiiccee

FFiieeccaarree cceelluull aa oorrggaanniissmmuulluuii ccoonniinnee sseettuull ssuu ssppeecciiffiicc ddee eennzziimmee.. UUnneellee ssee ggsseesscc nn ttooaattee cceelluulleellee,, aalltteellee ssuunntt pprreezzeennttee

ddooaarr nn aannuummiittee cceelluullee ssaauu aannuummiittee ccoommppaarrttiimmeennttee cceelluullaarree.. FFuunncc iiaa ffiieeccrreeii eennzziimmee,, nnuu eessttee iizzoollaatt ,, ccii ssttrriinnss lleeggaatt ddee

ffuunncc iiaa aallttoorr eennzziimmee.. AAssttiieell ddiinn eennzziimmee aappaarrttee ssee ffoorrmmeeaazzaa ssiisstteemmee ppoolliieennzziimmaatt iiccee ssaauu ccoonnvveeiieerree.. FFuunncc ttiiaa ssiisstteemmeelloorr ppoolliieennzziimmaattiiccee ddeeppiinnddee ddee ppaarrttiiccuullaarriittaattiillee ddee oorrggaanniizzaarree aa lloorr iinn cceelluullee..

SSee ccuunnoosscc uurrmmaattooaarreellee ttiippuurrii ddee oorrggaanniizzaarree aa ssiisstteemmeelloorr ppoolliieennzziimmaatt iiccee:: -- ffuunncc iioonnaall ,, -- ssttrruuccttuurraall--ffuunncc iioonnaall ii -- mmiixxtt ..

TTiippuurriillee ddee oorrggaanniizzaarree aa ss iiss ttee mmee lloorr ppoolliiee nnzziimmaattiiccee ::

OOrrggaanniizzaarree aa ffuunncciioonnaall -- eennzziimmeellee ssuunntt aassoocciiaattee nn ssiisstteemmee ppoolliieennzziimmaatt iiccee,, ccaarree nnddeepplliinneesscc oo aannuummiitt ffuunncc iiee.. PPrroodduussuull

rreeaacc iieeii pprriirrmmeeii eennzziimmee aa llaannuulluuii sseerrvveettee ddrreepptt ssuubbssttrraatt ppeennttrruu eennzziimmaa uurrmm ttooaarree eettcc..

EExx..ddee oorrggaanniizzaarree ffuunncc iioonnaall -- eennzziimmeellee gglliiccoolliizzeeii,, uunnddee ttooaattee EE ppaarrttiicciippaannttee ssee ggsseesscc nn ssttaarree ssoolluubbiill ;; FFiieeccaarree rreeaacc iiee

eessttee ccaattaalliizzaatt ddee eennzziimmee aappaarrttee.. DDrreepptt vveerriigg ddee lleegg ttuurraa aaiiccii sseerrvveesscc mmeettaabboolliiiiii..

OOrrggaanniizzaarree aa ss ttrruuccttuurraall--ffuunncciioonnaall ccoonnssttaa nn ffaappttuull ccaa eennzziimmeellee ffoorrmmeeaazz ssiisstteemmee ssttrruuccttuurraallee ccuu oo aannuummiitt ffuunncc iiee..

EExx..-- ccoommpplleexxuull ppoolliieennzziimmaattiicc ppiirruuvvaattddeehhiiddrrooggeennaazziicc,, ccoonnssttiittuuiitt ddiinn cctteevvaa eennzziimmee,, ccaarree ppaarrttiicciipp llaa ooxxiiddaarreeaa aacciidduulluuii ppiirruuvviicc,, ssaauu ssiinntteettaazzaa aacciizziilloorr ggrraaii ccoonnssttiittuuiitt ddiinn aappttee eennzziimmee lleeggaattee ssttrruuccttuurraall,, ccaarree nn aannssaammbblluu nnddeepplliinneesscc ffuunncc iiaa ddee

ssiinntteezzaa aa aacciizziilloorr ggrraassii..

7

AAffaarr ddee ccoommpplleexxeellee mmuullttiieennzziimmaattiiccee ee ppoossiibbiillaa ii oo aalltt vvaarriiaannttaa ddee oorrggaanniizzaarree ssttrruuccttuurraall--ffuunncc iioonnaall .. AAssttffeell eennzziimmeellee ssee

ppoott aarraannjjaa nn llaann,, ffiixxiinndduu--ssee ddee mmeemmbbrraannaa bbiioollooggiicc .. EExx..eennzziimmeellee llaannuulluuii rreessppiirraattoorr mmiittooccoonnddrriiaall,, ccaarree ppaarrttiicciipp llaa

ttrraannssffeerruull ddee eelleeccttrroonnii ii pprroottoonnii ii llaa ggeenneerraarreeaa ddee eenneerrggiiee..

TTiippuull mmiixxtt ddee oorrggaanniizzaarree aa ssiisstteemmeelloorr ppoolliieennzziimmaattiiccee rreepprreezziinntt oo mmbbiinnaarree aa aammbbeelloorr ttiippuurrii ddee oorrggaanniizzaarree,, aaddiicc oo ppaarrttee ddiinn ssiisstteemmuull ppoolliieennzziimmaattiicc aarree oorrggaanniizzaarree ssttrruuccttuurraallaa,, iiaarr cceeaallaalltt ppaarrttee -- oorrggaanniizzaarree ffuunncc iioonnaall .. EExx..-- cciicclluull KKrreebbss,, uunnddee oo ppaarrttee ddiinn eennzziimmee ssuunntt aassoocciiaattee nn ccoommpplleexx ssttrruuccttuurraall ((ccoommpplleexxuull 22--ooxxoogglluuttaarraattddeehhiiddrrooggeennaazziicc)),,

aarr aalltt ppaarrttee ssee lleeaagg ffuunncc iioonnaall pprriinn mmeettaabboolliiiiii ddee lleegg ttuurr ..

DDee oosseebbiirreeaa pprriivviinndd ccoommppoonneennaa ee nnzziimmaattiicc aa oorrggaannee lloorr ii eessuuttuurriilloorr.. EEnnzziimmee llee oorrggaannoossppeecciiffiiccee.. MMooddiiffiiccaarree aa aaccttiivviittiiii

ee nnzziimmaattiiccee nn ddiiffee rriittee aaffee cciiuunnii ((ee nnzziimmooddiiaaggnnoossttiiccuull))..

EEnnzziimmee llee iinnddiiccaattoorriiii ssuunntt llooccaalliizzaattee iinnttrraacceelluullaarr:: nn cciittooppllaassmm ((llaaccttaattddeehhiiddrrooggeennaazzaa,, aallddoollaazzaa)),, nn mmiittooccoonnddrriiii

gglluuttaammaattddeehhiiddrrooggeennaazzaa)),, nn lliizzoossoommii ((--gglluuccoorroonniiddaazzaa,, ffoossffaattaazzaa aallccaalliinn)).. AAcceesstteeaa eennzziimmee nn nnoorrmm nn ppllaassmm ssee ggsseesscc

nn ccoonncceennttrraa iiii ffooaarrttee mmiiccii.. LLaa aaffeecc iiuunniillee cceelluullaarree aaccttiivviittaatteeaa aacceessttoorr eennzziimmee nn ppllaassmm eessttee bbrruusscc mmrriitt ..

UUnniittiillee ddee aaccttiivviittaattee aallee eennzziimmee lloorr.. UUnniittaatteeaa IInntteerrnnaa iioonnaall ((UU..II..)) ccaannttiittaatteeaa ddee EE ccaarree ccaattaalliizzeeaazz ttrraannssffoorrmmaarreeaa 11mmooll ddee SS nnttrr--uunn mmiinnuutt nn ccoonnddiiiiii ssttaannddaarrdd

KKaattaall ((kkaatt)) ccaannttiittaatteeaa ddee EE ccaarree aassiigguurr ttrraannssffoorrmmaarreeaa uunnuuii mmooll ddee SS nnttrr--oo sseeccuunndd nn ccoonnddiiiiii ssttaannddaarrdd ((11UU..II..==1166,,6677 nnkkaatt))

TTeerraappiiaa ccuu eennzziimmee EEnnzziimmeellee ssuunntt aaggeennii tteerraappeeuuttiiccii uunniiccii ccee pprroodduucc eeffeeccttee iimmppoorrttaannttee ii ssppeecciiffiiccee.. MMoottiivveellee ccaarree aauu lliimmiittaatt ffoolloossiirreeaa llaarrgg aa eennzziimmeelloorr ccaa mmeeddiiccaa iiee ssuunntt lleeggaattee ddee nnaattuurraa pprrootteeiicc :: -- ddiissttrriibbuuiiee rreedduuss nn oorrggaanniissmm ddeeppeennddeennaa ddee ddiimmeennssiiuunnii,, ssaarrcciinnaa ii ddee ffeennoommeenneellee ddee gglliiccoozziillaarree ((pprriinn gglliiccoozziillaarree

pprrootteeiinneellee ssuunntt rreeccuunnoossccuuttee ddee rreecceeppttoorrii ii ffiixxaattee nn aannuummiittee llooccuurrii -- ppoossiibbiilliittaattee mmiicc ddee ddiirriijjaarree eexxttrraahheeppaattiicc ,, ffiiccaattuull aavvnndd tteennddiinn ddee aa ccpptt ttaa ii rree iinnee pprrootteeiinneellee ssttrr iinnee;; -- iinnaaccttiivvaarreeaa lloorr ssuubb aacc iiuunneeaa pprrootteeaazzeelloorr ddiiggeessttiivvee nn ccaazzuull aaddmmiinniissttrraarriiii oorraallee,, iiaarr pprrootteeaazzeellee ttiissuullaarree llee ssccuurrtteeaazzaa ddee aasseemmeennii aaccttiiuunneeaa;; -- ppootteennttiiaalluull lloorr aannttiiggeenniicc,, aannttiiccoorrppiiii ffoorrmmaattii ppoott ggeenneerraa rreeaacc iiii ddee hhiippeerrsseennssiibbiilliizzaarree aaddeesseeaa ggrraavvee ii ppoott iinnaaccttiivvaa eennzziimmaa..

TTee hhnniiccii pprrooppuuss ee ppeennttrruu ooppttiimmiizzaarree aa pprroopprriiee ttiilloorr ttee rraappee uuttiiccee aallee eennzziimmeelloorr.. -- pprriinn NN--aacciillaarree aa ffoosstt ccrreessccuutt sseemmiivviiaattaa aassppaarraaggiinnaazzeeii,, ffoolloossiitt nn lleeuucceemmiiee

-- SS--aauu iinncceerrccaatt ddee aasseemmeennii mmeettooddee ddee oobbiinneerree aa eennzziimmeelloorr iimmoobbiilliizzaattee..

DDee eexx.. pprriinn rreettiiccuullaarreeaa eennzziimmeeii,, ccee ccoonndduuccee llaa aaggrreeggaattee iinnssoolluubbiillee,, pprriinn aaddssoorrbbiiee ppee ppoolliimmeerrii ssiinntteettiiccii oorrii pprriinn aattaaaarree

ccoovvaalleenntt ,, ssaauu pprriinn iinnccoorrppoorraarree nnttrr--uunn ggeell iinn ccuurrssuull ppoolliimmeerriizzaarriiii.. AAcceessttee pprreeppaarraattee ccaattiiggaa rreezziisstteennaa llaa eennzziimmeellee pprrootteeoolliittiiccee ii ssuunntt mmaaii ppuuttiinn iimmuunnooaaccttiivvee ddaarr ppoott ffii aalltteerraattee pprroopprriieettaaiissiillee

ffaarrmmaaccoocciinneettiiccee.. AAsseemmeenneeaa aavvaannttaajjee aauu ddoovveeddiitt ccoonnjjuuggaattiiii ccuu ppoolliieettiilleenngglliiccooll ((PPEEGG)) aaii aarrggiinnaazzeeii,, aaii gglluuttaammiinnaassppaarraaggiinnaazzeeii

ssaauu rriibboonnuucclleeaazzaa ssuuppuussaa rreettiiccuullaarriiii,, eennzziimmee ccuu eeffeecctt aannttiittuummoorraall.. UUnn ssuucccceess nn tteerraappiiaa ddeeffeecctteelloorr ggeenneettiiccee aa ffoosstt

iimmoobbiilliizzaarreeaa eennzziimmeelloorr ddiinn cciicclluull uurreeooggeenneettiicc ppee uunn ssuuppoorrtt ddee ffiibbrriinnaa.. SS--aauu pprrooppuuss nnooii ffoorrmmee ffaarrmmaacceeuuttiiccee pprriinn iinnccaappssuullaarreeaa eennzziimmeelloorr iinn lliippoozzoommii -- mmiiccrroossffeerree ccuu mmeemmbbrraannaa bbiissttrraattiiffiiccaattaa

lliippiiddoo pprrootteeiiccaa,, iinn hheemmaattiiii uummaannee,, iinn ffaannttoommee eerriittrroocciittaarree ssaauu iinn aallttii ttrraannssppoorrttoorrii cceelluullaarrii.. NNooiillee ffoorrmmee oobbiinnuuttee pprreezziinntt uunn

ppootteenniiaall ddee nnttiirree ttiissuullaarr .. DDee eexx.. iinn ccaazzuull uunnoorr bboollii ggeenneettiiccee ccaauuzzaattee ddee ddeeffiicciittuull uunnoorr eennzziimmee lliizzoozzoommaallee ssee iimmppuunnee oo tteerraappee ddee ssuubbssttiittuuttiiee,, eennzziimmaa ttrreebbuuiinndd ttiinnttiittaa ddiirreecctt iinn lliizzoozzoommii..

Obiectivele: Noiune despre enzime, natura chimic i rolul biologic al enzimelor. Diferena dintre aciunea enzimelor i catalizatorilor nebiologici. Dovezile naturii proteice a enzimelor. Structura enzimelor. Proenzimele (zimogenii). Noiune despre centrul activ i centrul alosteric al enzimelor. Izoenzimele i rolul lor. Cofactorii enzimelor. Coenzimele i ionii metalici. Funciile de coenzime a vitaminelor i microelementelor. Natura chimic (structura) vitaminelor B1, B2, B6, PP i rolul lor ca coenzime. Mecanismul de aciune al enzimelor. Centrul activ al enzimelor i rolul lui n formarea i transformarea complecilor intermediari dintre enzim i substrat. Rolul modificrilor conformaionale reciproce ale moleculei enzimei i substratului la favo... Nomenclatura (denumirea) i clasificarea enzimelor. Caracteristica general a claselor i subclaselor principale de enzime. Numrul de cod al enzimei.

Enzimele- cea mai imens i specializat clas de proteine, care regleaz i coordoneaz decurgerea armonioas a reaciilor chimice.- reprezint catalizatori biologici, care mresc viteza reaciei chimice i rezult la sfrit nemodificai cantitativ i calitativ.- acioneaz strict ntr-o anumit consecutivitate i cu o anumit specificitate.- energia substanelor reagente trece dintr-o form n alta cu o eficacitate mare. Se acumulez n ATP ce este utilizat n procesele vitale.

Particularitile comune pentru E i catalizatori nebiologici. Ambii respec aceleai legi ale catalizei:1. catalizeaz numai reaciile posibile din punct de vedere termodinamic;2. nu modific direcia reaciilor;3. nu modific echilibrul reaciei dar conduc la instalarea mai rapid a strii de echilibru;4. nu se consum n procesul reaciei, deci se regsesc, din punct de vedere cantitativ i calitativ, ntr-o stare chimic neschimbat, putnd participa la un nou act catalitic.

Enzimele au particulariti prin care se deosebesc de catalizatorii nebiologici1.Viteza reaciei enzimatice crete de milioane de ori. Ex: Atomul de Fe posed posibiliti peroxidazice 1 mg de Fe n componena catalazei poate nlocui o ton de Fe metalic.2. Enzimele posed o nalt specificitate de aciune. Deci fiecare E catalizeaz, un anumit tip de reacii sau transformarea unui anumit S.3. E.catalizeaz reaciile far formarea produselor intermediare adic randamentul este de 100%.4. Enzimele, reacioneaz n condiii blnde- parametri optimi de aciune a enzimei - soluii apoase diluate, pH valorii fiziologice, t anumita i presiune adecvat.5. Activitatea E i de aici i viteza reaciilor sunt reglate.6. E catalizeaz reaciile n ambele direcii7. Viteza reaciei enzimatice este direct proporional cu cantitatea E8. Exist o anumit dependen a vitezei reaciei enzimatice de concentraia S.Cu creterea concentraiei substratului are loc mrirea proporional a vitezei reaciei Ajungnd la o concentraie maxim mai sus de care viteza nu mai crete.

Natura chimic Enzimele sint proteine i posed toate proprietile fizico-chimice, specifice acestor macromolecule (solubilitate, propriet osmotice, sarcin electric net, denaturare termic, reacii chimice .a.) Activitatea lor e dependent de pstrarea structurii native a proteinei. Dovezile experimentale:1. Sunt alctuite din AA2. Prezena macromolecule.3. n apa formeaz substane coloidale cu proprietdtile sale specifice4. Prezintd electroliti amfolitis. Sunt termolabili i anume: distrugerea lanului polipeptidic prin fierbere n soluii acide sau bazice (hidroliza) sau denaturarea lor.6. Enzimele, fiind proteine sunt supuse aciunii altor E care scindeaz proteinele Ex: Pepsina n mediu acid scindeaz amilaza.7. Cel mai solid argument este c in condii de laborator din AAau fost sintetizate: ribonucleaza scindeaz acizii nucleicilizozima - ce distruge capsulele microorganismelor.

Enzimele pot fi : Proteine simple sau conjugate. Cele simple sint alctuite numai din AA Cele conjugate sint asociate cu compui ce au mase moleculare mici, dializabili i termostabili cofactor Cind aceti compui organici sint strins legai n structura enzimei poart denumirea de grupari prostetice: cind, ins imbinarea lor este usor disociabil-poart denumirea de coenzime. Aceti biocatalizatori se numesc holoenzime, iar componena proteic - apoenzima de care depinde specificitatea. Cofactori pot ti: cationii unor metale,mai rar unii anioni,substanele asemanatoare cu nucleotidele,precum i vitaminele n forma lor activ.

Coenzimele ndeplinesc diferite roluri :1. stabilizeaz conformaia activ a moleculei2. prezint veriga de legatur intre S i CA prin legturi coordinative3. coenzimele pot indeplini actul de cataliz Ex: transportul electronilor. Rolul ionilor este legat de prezena lor n componenta E. Ex: Cu-citocromoxidaza Substrat (S)- este substana asupra creia actioneaz E.P- produsul reactiei

Clasificarea coenzimelor Co vitaminice Tiaminice Flavinice Nicotinamidice Piridoxinice Folice Cobamidice Biotinice lipoice Co nevitaminice(nucleotidice; metaloporfirinice,peptidice)

Structura enzimelor Masa moleculara a E e de mii de ori mai mare dect masa molecular a substratului i deci E acioneaz nu cu toat molecula dar cu o parte, un anumit sector- acest loc de aciune cu S se numete CA CA - combinarea unical n spaiu i n timp a anumitor resturi de AA care asigur interaciunea cu S i transformarea ulterioar a acestuia

Unele particulariti ale centrului activ (CA):Centrul activ este alctuit dintr-un "centru de legare" i un "centru catalitic". Adic n centrul activ unele grupri (sau resturi ale aminoacizilor) sint implicate n legarea substratului, altele asigur cataliza propriuzis.- CA ocup o parte relativ mic din volumul enzimei i majoritatea restului de aminoacizi n molecula enzimei nu contacteaza cu substratul.- CA e o structura tridimensionala (nu e punct, linie, sau plan) - o structur compus la formarea careia particip grupe ce aparin diferitor resturi de aminoacizi, ce n secvena liniar se afl la deprtare- S relativ slab se leag cu E.-CA are forma de "adncitur" sau "cavitate" (ant, dispictur), unde nu-i acces la apa, cu excepia cnd apa este un reagent al reaciei.Fixarea specific e dependent de poziia bine determinat a atomilor n CA. S intra n CA, dac e asemntor dup forma lui.

Centrul alosteric (Allo stereos - alt loc) i efectorii alosterici Multe enzime n afar de centrul activ posed i centrul alosteric sau centrul de reglare. Substanele care se combin cu centrul alosteric al enzimei i modific activitatea ei poart denumirea de efectori alosterici (inhibitori sau activatori). Su...

Ce e caracteristic pentru enzimele alosterice: au ca i toate enzimele centru catalitic, unde se fixeaz i se modific S, dar mai au un alt centru, pentru fixare a metabolitului reglator, numit efector sau modulator. moleculele E alosterice sint mai mari, mai complexe i sint oligomere pare;c)au cinetica lor - viteza reaciilor n dependen de concentraia substratului are forma sigmoldal, dar nu hiperbolica, cauzat de urmrile interaciunii ntre protomeri ce leag S n mod cooperativ (exemplu mioglobina i hemoglobina).

Natura chimic (structura) vitaminei, PP i rolul ei ca coenzimRolul: Particip n reaciile de oxido-reducere:

Natura chimic (structura) vitaminei B1 i rolul ei ca coenzim Derivaii vitaminei B1(tiamiana)- TPPRolul: Decarboxilarea oxidativ a piruvatului Decarboxilarea oxidativ a cetoglutaratului Reacii de transcetolare

Natura chimic (structura) vitaminei B2 i rolul ei ca coenzim, Derivai ai vitaminei B2(FMN sau FAD)Rolul: Particip n reaciile de oxido-reducere:- Dezaminarea AA (aminoacidoxidaza)- Degradarea aldehidelor (aldehidDH)- Degradarea purinelor (xantinoxidaza)- Ciclul Krebs (succinatDH)- Oxidarea AG (dihidrolipoilDH

Natura chimic (structura) vitaminei B6 i rolul ei ca coenzim, Ionii de metale cofactori ai E E care n calitate de cofactori conin metale metaloenzime Metalele sunt fixate de apoenzim prin legturi electrostatice la care particip resturile de AA acizi (Asp, Glu) sau bazici (Arg, Lyz, His) Exemple: - citocromii, catalaza (Fe)- Citocromoxidaza (Cu)- Amilaza salivar (Cl)- alcoolDH (Zn)

Mecanismul de aciune al enzimelorPentru ca o reacie i aib loc e necesar ca moleculele de S i E s contacteze ntre ele. ns nu fiecare molecul contactnd interacioneaz n condiii obinuite. Ex :Hrtia este n contact permanent cu 02 dar nu se aprinde decit dac, nu o aprind... Pentru ca reacia s aib loc e necesar de trodus un exes de energie sau de micorat bariera energetic. E accelereaz, viteza reaciilor chimice (VRC) micornd barierul de activare i reacia decurge dup alt mecanism, ce se caracterizea...

Mecanismul de aciune al enzimelor. Procesul catalizei enzimatice poate fi divizat convenional n trei stadii: Difuzia S spre E i legarea cu CA al E (formarea complexului ES). Prima etap de scurt durat depinde de concentraia Si i de viteza lui de difuzie spre CA al E. Mecanismul interaciunii ntre S i E este explicat prin dou concepte.2. Transformarea complexului primar enzima-substrat n unul sau cteva complexe activate, indicate n ecuaie prin ES* i ES**. Aceast etap este cea mai lent i depinde de energia de activare a reaciei chimice respective. La aceast etap are ...3. Desprirea produselor reaciei de centrul activ al enzimei i difuzia lor n mediul ambiant (complexul EP disociaz n E i P).

Conceptul coencidenei inductive coincidena forat (Kochland) care presupure o flexibilitate (modificare conformaional) a CA ct i o modificare (extindere sau comprimarea legturilor , eliberarea dipolilor de ap de ce se atinge repede starea de tranziie) a S. Din punct de vedere termodinamic, aezarea cea mai potrivit a S n raport cu E reduce la minimum gradele de libertate n ce privete micarea S, i micoreaz entropia, ceea ce favorizeaz atingerea uoar a strii de tranziie. n enzima liber CA este preformat (tensionat) ceea ce nseamn c el are o configuraie spaial uor diferit de cea necesar fixrii S. Substratul induce o modificare conformaional a CA, care favorizeaz fixarea S.

Proenzimele (zimogenii). Unele enzime (proteine) se sintetizeaz n forma neactiv de precursor, care se activeaz n anumite condiii.Exemplu:1) enzimele digestiei: pepsinogenul, himotripsinogenul, tripsinogenul, proelastaza, procarboxipeptidaza - scindeaza proteinele in stomac ~i duoden.2) coagularea singelui e determinat de cascada de reacii cu activitate proteolitic;3) hormonii proteici (insulina);4) proteinele fibrilare (colagenul). Unul din mecanismele de activare a proenzimelor este proteoliza limitata. Proteoliza limitata - este scindarea (nlturarea) unui sector al catenei n rezultat enzima se restructureaz i se formeaz CA.

Importanla biologic a prezenei formelor neactive .1. Protejaz de proteoliz proteinele celulelor productoare de E.2. Este o forma de rezerv a E, care rapid pot fi activate i intervin n reacie.

Izoenzimele i rolul lor.Izoenzmele. Prezint forme moleculare de E_care apar ca consecin de ordin genetic deosebindu-se doar prin structura primar i mai mult prin proprietile fizico-chimice. Ele catalizeaz una i aceiai reacie. Se deosebesc prin aceea c pot modifica direcia... LDH care transform piruvatul n lactat. Izoenzimele prezint tetrameri de 2 tipuri H- heart inima i M musculus muchi. Raportul dintre aceste catene este diferit in fiecare izoenzima. La electroforeza se separa 5 izoenzime: HHHH; HHHM; HHMM; HMMM; MMMM; Rolul acestor E consta n aceia c ele faciliteaz adaptarea metabolismului n diferite esuturi. Ex: in miocard predomin HHHH aceasta ezoenzima este inhibata de ctre piruvat deaceea orienteaz oxidarea piruvatului pe cale aeroba. Pe cind fracia M4 este activat de catre piruvat i orienteaz transformarea piruvatului pe cale anaerob spre la...

Clasificarea actual a enzimelor.Toate enzimele se mpart n ase clase, clasele n subclase, subclasele n subsubclase, iar aici E i are numrul su de ordin. Clasele, subclasele, sub-subclasele i enzimele individuale se noteaz prin cifre desprite de puncte. Ex: LDH - 1.... Clasa reprezint tipul de reacie, catalizat de enzime Subclasa precizeaz aciunea E, deoarece indic natura gruprii chimice a S, atacat de E Subsubclasa precizeaz natura legturii S atacat sau natura acceptorului care particip la reacii Denumirea E denumirea S +tipul reaciei catalizate +aza

Nomenclatura (denumirea) Sunt cunoscute mai mult de 2500 enzime fiecare E ii are denumirea de la denumirea S n latin cu adiionarea terminaiei aza.Amiloid -amilaza, ureaza. S-au pstrat i denumirile vechi tradiionale pepsina, tripsina. Este utilizat pe larg denumirea sistematicDenumirea S+ tipul reaciei (malat DH;piruvat carboxilaza )

Proprietile generale ale enzimelorObiectivele:1. Proprietile generale ale enzimelor (termolabilitatea, specificitatea), aciunea pH-ului asupra activitii enzimatice.2. Activarea i inhibarea enzimelor:a) mecanismele de activare (proteoliza parial, activarea alosteric, autostructurarea cuaternar, fosforilarea i defosforilarea, reactivarea).b) mecanismele de inhibiie (specific i nespecific, reversibil i ireversibil, alosteric i competitiv).3. Organizarea enzimelor n celul (ansamblurile enzimatice, compartimentalizarea). Reglarea activitii enzimatice n celul importana principiului de retroinhibitie.4. Deosebirea privind componena enzimatic a organelor i esuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea activitii enzimatice n diferite afeciuni (enzimodiagnosticul).5. Metodele de obinere i purificare ale enzimelor. Cromatografia de afinitate.6. Utilizarea enzimelor n practica medical. ntrebuinarea enzimelor imobilizate n medicin.7. Unitile de activitate ale enzimelor.8. Metodele de determinare a activitii enzimelor.

Termolabilitatea (-t ) Temperatura influeneaz pronunat activitatea enzimei. La t joase E sunt puin active. Dac lum punctil de plecare 0 grades-a constatat ca majorarea t cu 10 grade dubleaza activitatea. Aa continu pn la 40-50 grade. Majorarea de mai departe duce la micorarea activitii. La 100 grade toate E organismului sunt inactive. Unele E a microorganismelor termofile sunt activ... Creterea vitezei reaciei odat cu creterea t este nterpretat prin prisma "energiei de activare". Pentru fiecare enzim se poate stabili o t optim la care viteza ajunge valoarea maxima, mai departe viteza scade din cauza distruciei enzimei, ...

SpecificitateaDeci fiecare E catalizeaz un anumit tip de reacii sau transformarea unui anumit S.1) Specificitatea de reacie: E-catalizeaz un anumit tip de reacie ce st la baza clasificrii enzimelor: o hidroliza, o reacie redox, formarea unei legturi, etc.2) Enzimele cu o anumit specificitate de reacie poate avea specificitate de substrat relativ sau absolut: a. specificitate relativa - asigura transformarea unui grup de substante inrudite chimic i se intlnete n diferite ipostaze:- transforma un numar mare de substrate (proteazele): chimotripsina - legatura peptidica, formata de COOH a Phe, Tyr, Trp; tripsina - de COOH ai Lyz si Arg.- transform mai puine substrate: alcooldehidrogenaza - dehidrogenaza un grup de alcooli monohidroxilici, recunoscind gruparea OH (specificitatea de grup)- lipazele digestive specific recunosc pozitia legaturii esterice intre glicerina i acizi grai: b. specificitate absoluta. E recunoate un singur substrat Anhidraza carbonica, Ureaza.3) Stereospecificitatea de substrat i de reacie. 0 enzima poate ataca numai un izomer D sau L.. Majoritatea biomoleculelor poseda un atom de C asimetric i fiind chirali pot exista sub forma celor 2 enantiomeri. Ex: Amilaza scindeaz legturile Alf...

Aciunea pH asupra activitii enzimatice Fiecare enzim are un pH optim la care ii manifest activitatea maximal. In CA al E se afl grupri ionizabile, acide sau bazice, acestea interacioneaz direct cu ionii H+ si OH-, rezultatul fiind creterea sau scderea gradului lor de disociere, acionnd ca adevrai inhibitori ai enzimelor (amilaza n sucul gas... Majoritatea enzimelor celulare au pH-ul optim n jurul pHului fiziologic de 7,4 cu excepii ca hidrolazele acide lizozomale, pentru care este n jur de 5 sau monoaminooxidaza din membrana mitocondriala externa, circa 10. La enzimele digestive pH-lui... Deci mrind sau micorind pH-ul mediului, se poate regla activitatea catalitica a enzimelor. Dependena activitii enzimatice de variaia pH-ului este deseori descris de o curb n forma de clopot.

Mecanismele de activare a ESunt : 1. nespecifice: temperatura , iradierea2. specifice- Se activeaz la majorarea concentraiei S cnd este insuficient- La majorarea cantitii E (crete numrul de molecule de produs, n-tr-o unitate de timp)- La introducerea coenzimelor cnd sunt insuficiente- Introducerea ionilor metalelor Fe, Cu- Modificarea chimica sau covalent a E.- proteoliza limitata (pepsinogen - pepsin in HCI)- Activarea prin efectori alosterici- Autoasamblarea cuaternara .- Aici se mai refer i reactivarea dar noi ne vom opri la mecanismele de inhibiie.

Reglarea covalent (fosforilare-defosforilare) Activitatea unor E se modific prin fosforilare. Fosforilarea se face prin transferul unui rest fosfat de la ATP pe gruprile hidroxil ale unor resturi de Ser, Tre; Tyr din componena lor. Reaciile de fosforilare snt catalizate de kinaze specifice. Este un proces reversibilE-OH + ATP -------------- E-O-P +ADP Defosforilarea are loc sub aciunea fosfotazei specificeE-OP +H2O -------------- E-OH +H2PO3 unele enzime snt active n forma fosforilat Ex: glicogen fosforilaza, altele n forma defosforilat Ex:glicogen sintaza.

Proteoliz limitat Proteoliza limitata - este scindarea (nlturarea) unui sector al catenei n rezultat enzima se restructureaz i se formeaz CA.H+Pepsinogen ------pepsin-42AA

Autostructurarea cuaternar Este caracteristic E ce posed structur cuaternar Fiecare protomer n parte nu posed activitate enzimatic La asamblarea lor se modific conformaia fiecrui protomer i corespunztor se modific i conformaia CA, devenind astfel favorabil pentru fixarea i transformarea S

Inhibiia activitii enzimelor. Deosebim:inhibiie specificinhibiie nespecific (T, pH, agenisii denaturrii ) Inhibiiia st la baza aciiunii substanielor medicamentoase, agenilor toxici. Inhibiia poate fi reversibil i ireversibil. La inhibiiia ireversibil inhibitorul covalent se fixeaz de enzim sau se leag att de puternic nct disociaia are loc foarte incet.Exemple: Diizopropilfluorfosfatul (toxina neuroparalitica) se fixeaz de OH-serinei n CA a acetilholinesterazei (scindeaz acetilcolina) cu formarea enzimei neactive. n rezultat se menine efectul acetilcolinei n permanen ce duce la paralicii... La o inhibiiie reversibil - inhibitori se fixeaza slab, necovalent de E

RetroinhibiieSistemele polienzimatice Fiecare celul a organismului conine setul su specific de enzime. Unele se gsesc n toate celulele, altele sunt prezente doar n anumite celule sau anumite compartimente celulare. Funcia fiecrei enzime, nu este izolat, ci strins legat de func... Functia sistemelor polienzimatice depinde de particularitatile de organizare a lor in celule.Se cunosc urmatoarele tipuri de organizare a sistemelor polienzimatice: - funcional, - structural-funcional i - mixt.

Tipurile de organizare a sistemelor polienzimatice:Organizarea funcional - enzimele sunt asociate n sisteme polienzimatice, care ndeplinesc o anumit funcie. Produsul reaciei prirmei enzime a lanului servete drept substrat pentru enzima urmtoare etc.Ex.de organizare funcional - enzimele glicolizei, unde toate E participante se gsesc n stare solubil; Fiecare reacie este catalizat de enzime aparte. Drept verig de legtura aici servesc metaboliii.Organizarea structural-funcional consta n faptul ca enzimele formeaz sisteme structurale cu o anumit funcie.Ex.- complexul polienzimatic piruvatdehidrogenazic, constituit din cteva enzime, care particip la oxidarea acidului piruvic, sau sintetaza acizilor grai constituit din apte enzime legate structural, care n ansamblu ndeplinesc funcia de ... Afar de complexele multienzimatice e posibila i o alt varianta de organizare structural-funcional. Astfel enzimele se pot aranja n lan, fixindu-se de membrana biologic. Ex.enzimele lanului respirator mitocondrial, care particip la transfer...Tipul mixt de organizare a sistemelor polienzimatice reprezint o mbinare a ambelor tipuri de organizare, adic o parte din sistemul polienzimatic are organizare structurala, iar cealalt parte - organizare funcional. Ex.- ciclul Krebs, unde o parte din enzime sunt asociate n complex structural (complexul 2-oxoglutaratdehidrogenazic), ar alt parte se leag funcional prin metaboliii de legtur.

Deosebirea privind componena enzimatic a organelor i esuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea activitii enzimatice n diferite afeciuni (enzimodiagnosticul).Enzimele indicatorii sunt localizate intracelular: n citoplasm (lactatdehidrogenaza, aldolaza), n mitocondrii glutamatdehidrogenaza), n lizosomi ((-glucoronidaza, fosfataza alcalin). Acestea enzime n norm n plasm se gsesc n concentraii f...

Unitile de activitate ale enzimelor. Unitatea Internaional (U.I.) cantitatea de E care catalizeaz transformarea 1mol de S ntr-un minut n condiii standard Katal (kat) cantitatea de E care asigur transformarea unui mol de S ntr-o secund n condiii standard (1U.I.=16,67 nkat)

Terapia cu enzime Enzimele sunt ageni terapeutici unici ce produc efecte importante i specifice. Motivele care au limitat folosirea larg a enzimelor ca medicaie sunt legate de natura proteic: - distribuie redus n organism dependena de dimensiuni, sarcina i de fenomenele de glicozilare (prin glicozilare proteinele sunt recunoscute de receptori i fixate n anumite locuri - posibilitate mic de dirijare extrahepatic, ficatul avnd tendin de a cptta i reine proteinele strine; - inactivarea lor sub aciunea proteazelor digestive n cazul administrarii orale, iar proteazele tisulare le scurteaza de asemeni actiunea; - potentialul lor antigenic, anticorpii formati pot genera reacii de hipersensibilizare adesea grave i pot inactiva enzima.

Tehnici propuse pentru optimizarea proprietilor terapeutice ale enzimelor.- prin N-acilare a fost crescut semiviata asparaginazei, folosit n leucemie- S-au incercat de asemeni metode de obinere a enzimelor imobilizate.De ex. prin reticularea enzimei, ce conduce la agregate insolubile, prin adsorbie pe polimeri sintetici ori prin ataare covalent, sau prin incorporare ntr-un gel in cursul polimerizarii. Aceste preparate catiga rezistena la enzimele proteolitice i sunt mai putin imunoactive dar pot fi alterate proprietaisile farmacocinetice. Asemenea avantaje au dovedit conjugatii cu polietilenglicol (PEG) ai arginazei, ai glutaminasparaginazei s... S-au propus noi forme farmaceutice prin incapsularea enzimelor in lipozomi - microsfere cu membrana bistratificata lipido proteica, in hematii umane, in fantome eritrocitare sau in alti transportori celulari. Noile forme obinute prezint un poteni...